A forgalmas útpályáktól, törött hússzekrényekből és szomorú bűncselekményekből származó szaglók; ez a rothadó test aláírási bűzje. Az ingatag aromája ellenére a kémiai vegyület fontos célt szolgálhat az élő emberi testben - javasolják az új kutatások.
A putrescine néven ismert vegyület megváltoztatja bizonyos immunsejtekben a segítséget, hogy felszaporítsák a testben lévő elhalt szöveteket - nyilatkozta egy új, a január 30-án a Cell Metabolism folyóiratban közzétett tanulmány. Ez viszont segíthet a testnek megállítani a szívbetegségeket.
A szerzők mind az emberi, mind az egér sejteket, valamint az élő egereket megvizsgálták, hogy felfedjék, hogy ezek a holttest-ropogó immunsejtek, úgynevezett makrofágok, miként készítik az emésztett maradványok putrescine-jét az ingerlése körül.
Ha a putrescine-ellátás kevés, a makrofágok küzdenek további sejtek elfogyasztásáról, így holttestek hagyják felhalmozódni, lebontani és káros anyagokat üríteni a testbe. A mérgező anyagokat szivárogtatott halott szövetek gyulladást válthatnak ki és hozzájárulhatnak a betegségekhez, beleértve az atherosclerosist is, amelyben az artériákban felhalmozódnak és felszakadhatnak zsíros plakkok, szívrohamot vagy stroke-ot kiváltva.
Ezek a szivárgó, "nekrotikus" sejtek "valóban fémjelzője annak, ami megkülönbözteti a viszonylag jóindulatú atherclerotikus léziókat a betegséget okozókétól". Dr. Ira Tabas, a Columbia Egyetem Vagelos Orvosok és Sebészek Főiskola patológiájának és sejtbiológiájának professzora, Dr. Ira Tabas vezető szerző, mondta a Live Science. A Putrescine csak egy tagja a test háztartási csapatának, de a sejttisztításban játszott szerepének megértése segíthet az orvosoknak az atherosclerosis és sok más betegség, például autoimmun betegségek és rák kezelésében - tette hozzá Tabas.
"A makrofágok azon képessége, hogy mindegyik több elhalt sejtet el tudnak fogyasztani, nagyon-nagyon fontos e problémák elkerülése érdekében" - mondta. A sejtekbe becsült milliárd "ha nem milliárd" sejt vesz részt testünkben minden nap, a holttestek tisztítása pedig mindennapi egészségünk kritikus eleme. "Ennek a tanulmánynak az a célja, hogy kitaláljuk, mi történik az első elhullott sejt elfogyasztása után" - mondta Tabas.
Holttest büfé
Az elhalt sejteknek a testből történő tisztításának folyamatát efferocytosisnak nevezik, amely kifejezés a „sírhoz való latin kifejezésből” származik, az új tanulmányt leíró nyilatkozat szerint. A makrofágok kiválóan alkalmasak a sejttestek elnyelésére és emésztésére. Más sejtek segítenek eltávolítani a haldokló és beteg szöveteket, ha szükséges, de a makrofágok megkönnyítik az élő sejtes törmeléket.
Az egyedi makrofágoknak gyakran több tucat sejtet kell eltávolítaniuk, ha nem is többet, hogy az efferocytosis zökkenőmentesen működjön - mondta Dr. Nicholas Leeper, a Stanfordi Egyetem Orvostudományi Karának érrendszeri professzora, aki nem vett részt a vizsgálatban. De senki sem tudta, hogy egy makrofág hogyan viselheti ezt a terhet. "Mindig rejtély volt" - mondta.
E rejtély feltárása kritikus lehet az atherosclerosisos emberek kezelésében - mondta Leeper a Live Science számára. A bizonyítékok arra utalnak, hogy az efferocytosis hibás lesz a beteg artériákban, így a rögzítő plakkok instabilokká és szivárgássá válnak - nyilatkozta a Circulation folyóirat 2017. évi áttekintése. Amint a plakk felreped, a struktúrában elkülönített fehérjék kitörnek, és jelzik a vérlemezkék seregének összegyűlését a helyszínen. A vérlemezkék a repedést olyan sebnek tekintik, amelyet el kell alvadni, de valójában maga a vérlemezke az artériát eldugulja, ami stroke-ra, szívrohamra vagy hirtelen szívmegálláshoz vezet - mondta Tabas.
"A vérlemezke dugó teszi bennünket" - jegyezte meg Tabas. Az efferocitózis egészséges szintre történő visszaállítása elméletileg megakadályozhatja a szövetek halálát és a plakk repedését, ám a tudósoknak először meg kell érteniük, hogy a teljesen működőképes makrofágok milyen sok sejtet fogyasztanak.
Így Tabas és munkatársai vacsoracsomagot rendeztek az emberi makrofágok számára, kiegészítve egy halott sejtek büféjével.
Egy étkezés megragadásához a makrofágok a Rac1 nevű fehérjét használják olyan selyemtestek létrehozására, amelyek a sejttestükből nyúlnak ki. A szálak a cellulákra rögzülnek, és a makrofágokba tekercselik őket, ahol az elhunyt sejtek azután alkotóelemeikre bomlanak. Miközben ezt a falatot fogyasztja, a makrofág a saját Rac1 fehérjéinek néhány részét is emésztheti. A fennmaradó Rac1-et újra kell élvezni, mielőtt a makrofág újabb étkezést kezdene, találta a csapat - de először a sejtnek szüksége van valamire az étvágyának fenntartására.
Kiderült, hogy az első étkezés, amelyet egy makrofág felfal, segít a sejtet arra ösztönözni, hogy egyre többet fogyasztjon. Az elhalt sejtekben levő fehérjék egyes aminosavakra bomlanak, beleértve az argininnek nevezett proteineket. Egy enzim felveszi az arginint, ornitinnek nevezett molekulavá alakítja, majd ezt a terméket egy második enzimre továbbítja. Az ornitin putreszcinné alakul, amely viszont elindítja a láncreakciót, amely arra készteti a fennmaradó Rac1-et, hogy a túlhajtóműbe repüljön, és a korábbinál hatékonyabban építsen szálakat. A felrobbanó Rac1 lehetővé teszi, hogy a makrofág több táplálék után járjon.
Éhes makrofágok kihasználása
A csapat megpróbálta blokkolni a putrescine termelődését mind az emberi, mind az egér makrofágokban, és megállapította, hogy a sejtek már nem tudnak több étkezést fogyasztani egy ülésen. A kutatók azon gondolkodtak, hogy az alacsony putresztin szint hozzájárulhat az atherosclerosishoz. A betegség egérmodelljében a csoport megállapította, hogy az előrehaladott tünetekkel rendelkező állatok nem tartalmaztak kulcsfontosságú komponenst a putreszcin termelési vonalában: az enzim, amely az arginint ornitinné alakítja, az úgynevezett argináz-1.
Az állatok kezelésének megkísérlése érdekében a csapat alacsony adagú putrescint adott közvetlenül az állatok ivóvízéhez. (Oldva és kis adagokban leadva a szuperbüdös vegyület már nem ad ki sértő szagot.) A kezelés után az egér makrofágok hatékonyabban fogyasztják a sejteket, és az állatok plakkjai zsugorodni kezdtek.
Az egerek és az emberek közötti pontok összekapcsolása céljából a csoport a korai és előrehaladott ateroszklerózisban szenvedő emberek makrofágjaiból is mintát vett és hasonló mintát észlelt: A fejlettebb betegségben szenvedők makrofágai kevesebb argináz-1-vel vannak felszerelve. Tekintettel arra, hogy a putreszcin képződése nagyon hasonlóan működik egerekben és emberekben, elméletileg a képződést manipuláló kezelések kezelhetik az atherosclerosis-t.
"Én nem tolnám el a putrescine-t mint kezelést", de más terápiákat lehetne kidolgozni az efferocytosis más módon történő fokozására - mondta Tabas. Nagy adagokban a putreszcin mérgező lehet az emberekre és az állatokra, és emésztőrendszeri zavart okozhat - mondta. A lényeg az, hogy az efferocitózis, ha megfelelően bontakozik ki, elősegíti az emberi egészség fenntartását és megelőzi a betegségeket - mondta Tabas.
Lehetséges, hogy "a sejtek átalakulása olyan helyzetbe kerülhet, amely több efferocitózist és a sérült artériák helyrehozását idézi elő" - mondta az Ira Liveberg, a NYU Langone Health Endokrinológiai, cukorbetegség és metabolizmus osztályának igazgatója, Dr. Ira Goldberg. Tudomány e-mailben. "Ennél is fontosabb, hogy ez a folyamat valószínűleg hasonló ahhoz, ami más sejtek halálos helyzeteiben fordul elő" - mondta Goldberg, aki nem vett részt az új tanulmányban.
Például a kutatások azt sugallják, hogy az efferocitózis rosszul fordul elő olyan autoimmun betegségekben, mint a lupus, amelyekben az elhalt sejtek felhalmozódnak a nyirokcsomókban és megzavarják az immunsejt működését. A rákos sejtek elkerülhetik, hogy a makrofágok táplálkozzanak az úgynevezett "ne esznek engem" jelek küldésével, így a tumor helyén az efferocitózis fokozása szolgálhat a rákkezelés célzott formájaként. Jelenleg azonban az efferocitózissal kapcsolatos betekintés "jelentős előrelépést" jelezhet a szívbetegségek kezelésében - mondta Leeper.
"A szív- és érrendszeri betegségekkel kapcsolatos út fontosságát nem lehet túlbecsülni ... A nyugati világban alapvetően minden felnőttnek van valamiféle atherosclerosis" - mondta Leeper. A pestis már serdülőkorban kezdheti el kialakulni - mondta. Maga Leeper nemrég fejlesztett ki egy gyógyszert, amely segít a makrofágoknak az ateroszklerózissal rendelkező egerek haldokló sejtjeinek felismerésében és etetésében. Mivel a tudósok továbbra is felfedezik az efferocitózisban részt vevő különféle kémiai reakciókat, a gyógyszerfejlesztők megtanulhatják, hogy különféle terápiák révén elősegítsék a folyamatot.
Leeper szerint a kutatási vonal valamikor olyan kezeléseket eredményezhet, amelyek "a világ számos leggyakoribb gyilkosát" célozzák meg.
